[發明專利]合成接枝聚合物型兩性干強劑的方法

在審

• 申請號: 201310287584.0
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103435752A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 施曉旦;金霞朝
• 申請（專利權）人: 上海東升新材料有限公司;兗州東升精細化工有限公司
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/56;C08F220/34;C08F220/54;C08F220/28;C08F220/18;C08F222/38;C08F212/08;C08F220/14;C08F2/48;C08F2/38;D21H21/18;D21H17/4
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術領域

本發明涉及一種接枝聚合物型兩性干強劑的制備方法。

背景技術

干強劑是造紙工業中增加紙張強度的一類重要化學品，通常用于補償添加填料或低等級的纖維(如再生纖維)所引起的紙強度的下降。許多水溶性的，與纖維能形成氫鍵結合的高聚物都可以成為干強劑。

近年來，我國廢紙資源利用率逐年上升，并且發展潛力巨大。但廢紙的利用率的提高意味著廢紙循環使用次數的增加，會造成紙張強度指標的大幅下降，所以需要添加干強劑來增強紙張強度。隨著消費市場對紙與紙板需求量不斷的上升，拉動了干強劑需求量的迅猛增長。紙張干強劑已經被廣泛應用于各類紙和紙板的生產過程中，用以顯著增加紙和紙板的干強度，降低優質原材料消耗、降低生產成本；或者提高產品檔次，以滿足用戶不斷提出的越來越高的質量要求。

常用的干強劑有天然聚合物如淀粉及其改性物(陰離子淀粉、陰離子淀粉、交聯淀粉等)、合成聚合物如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等以及其它水溶性天然產物類干強劑（如瓜爾膠及其衍生物等）。在大多數情況下，僅加入質量分數0.1%-0.75%的該類物質就可達到有效的干強效果。

目前應用效果較好的干強劑是聚丙烯酰胺及其共聚物，包括陰離子型聚丙烯酰胺、陽離子型聚丙烯酰胺和兩性聚丙烯酰胺。其中兩性聚丙烯酰胺表現出最好的應用效果。聚丙烯酰胺從結構上來看還分直連型和支鏈型。支化度高的聚丙烯酰胺具有更好的應用效果。據文獻報道，分子量處于50萬左右的具有較好的應用性能。

目前合成高性能干強劑的主流和趨勢是合成分子量和粘度適中的支鏈型兩性聚合物。這種干強劑可以在不添加硫酸鋁的情況下起到很好的紙張干增強作用。常采用加入交聯劑的方法來獲得支鏈型干強劑，但往往存在一個共同的問題，就是反應過程控制問題，所得聚合物的粘度常會出現過大或過小的問題，控制不當也常會出現凝膠化。由于所用各種單體價格較高，目前合成型干強劑的成本相對較高。對淀粉進行接枝改性既可以降低產品的成本，通過合適的配方和工藝還可以得到與現有聚丙烯酰胺類和改性淀粉類干強劑性能相近或更好的干強劑。

發明內容

本發明的目的是提供一種合成接枝聚合物型兩性干強劑的方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種合成接枝聚合物型兩性干強劑的方法，其特征在于，包括如下步驟：將陰離子淀粉和水混合，加熱到75～95℃糊化，形成均勻液體，再依次加入水、丙烯酰胺、陽離子單體、交聯性單體、鏈轉移劑、其他功能性單體和光敏引發劑，在無氧環境下（例如，將反應釜反復抽真空通氮2～3次，繼續通氮30～60分鐘后，將反應釜溫度升至70～95℃，維持通氮），將溫度升至70-95℃，對反應體系照射紫外光反應1.5-2小時，之后每隔一段時間（例如20分鐘）取樣進行粘度測試，粘度達到4000-9000mP*s后停止照射紫外光，加入pH調節劑調節pH至4-6，并加入自由基捕捉劑，得到所述干強劑。

以上各組分的重量比如下（以有效含量100%計算）：

其中：

所述陰離子淀粉，可以根據實際情況選擇不同陰離子度的產品，以適應實際使用的需求；

所述丙烯酰胺可以以固體形式加入，也可用水溶液形式加入，如以水溶液形式加入，需進行有效含量計算確保其有效含量，且應根據實際情況調整體系中水的加入量。

所述陽離子單體為（甲基）丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、（甲基）丙烯酸二甲氨基乙酯、（甲基）丙烯酸二乙氨基乙酯、二烯丙基二甲基氯化銨、二甲氨基丙基丙烯酰胺等帶叔氨基單體或季銨鹽單體中的一種或幾種。

所述交聯性單體為二乙烯基單體（如亞甲基雙丙烯酰胺等）、三乙烯基單體（如N,N-二烯丙基丙烯酰胺等）、或其他具有活性的單體（如N,N-二甲基丙烯酰胺等）中的一種或多種。交聯性單體的參與，可以很容易地使聚合物產生支鏈。

所述其他功能性單體可以為一些軟單體（如丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯）、硬單體（如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯）、疏水性單體（如丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯等）中的一種或多種。各種功能性單體是為了調整干強劑在某些特殊方面的性能。軟單體可以提高干強劑在紙張耐折度方面的性能，硬單體可以加強干強劑在改善紙張環壓指數上的性能，疏水性單體可以提高干強劑在水中的分散性。

所述光敏引發劑為二苯甲酮、二苯甲酮水溶性衍生物、安息香類衍生物、熒光素和曙紅等。